4.流程控制

之前的內容主要在介紹python的資料型態和相關操作， 接下來的章節介紹的內容是讓程式動起來的基礎：邏輯判斷以及流程控制。 瞭解這些後就可以進入實戰，做到很多事情！

if, elif, else

基本結構

if 陳述式的最簡單結構如下方。

• 當if陳述句的條件判斷為True的話就會做if區塊指定的事情，

• 如果不為True，就接著判斷elif敘述，由上而下照順序判斷。

• 如果都不為True就會跑到else敘述，做else區塊的事情。

• if, elif, else句子的最後方都需要冒號。

• 冒號下面的區塊必須縮排(indentation)，且必須有相同的格數。通常是用4個空格，而非tab鍵。

• Python利用縮排來判斷程式結構，所以不能弄亂縮排的格數。

score = 88

if score >= 85:
    print('do task 1')
elif score >= 70:
    print('do task 2')
else:
    print('do task 3')

do task 1

elif 敘述可以有多個

score = 88

if score >= 90:
    print('do task 1')
elif score >= 80:
    print('do task 2')
elif score >= 70:
    print('do task 3')
else:
    print('do task 4')

do task 2

elif & else 都是非必要的

score = 88

if score >= 70:
    print('do something')

do something

條件判斷的形式

陳述句中的條件判斷可以放很多種形式， 不只>=, ==等比較運算子。 基本上只要能產生布林值的都可以：

布林值本身：

True

比較運算子：

==, !=, <, <=, >, >=

邏輯運算子

and, or, not

成員運算子

in , not in

成員運算子的使用方式如下：

sentence = 'I am a sentence'

if 'o' in sentence:
    print('There is an o')
else:
    print('There is no o')

There is no o

a_list = [1, 2, 3, 5, 6]

if 4 in a_list:
    print('There is a 4')

a_set = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']

if 'f' not in a_set:
    print('There is no f')

There is no f

以下東西都會被視為False：

• 布林值 False

• 空值 None

• 整數 0

• 浮點數 0.0

• 空字串 ‘’

• 空list []

• 空tuple ()

• 空dict {}

• 空set set()

a_list = []

if a_list:
    print('do something')
else:
    print('the list is empty')

the list is empty

Conditional expression

通常用在變數賦值，而非流程控制。語法結構如下：

age = 18

is_can_vote = True if age >= 18 else False
print(is_can_vote)

True

for loop

在python中，很多東西都可以拿來迭代： list, tuple, set, dict, range, enumerate, zip等等這些東西統稱為可迭代物(iterable)。

以list做迭代

以list做迭代的用法範例如下：

a_list = [1, 2, 3, 4, 5]

for i in a_list:
    print(i)

1
2
3
4
5

上面的i可以取任何名稱，通常會取一個好辨認的名稱，增加程式的可讀性。例如：

weekdays = ['Sun', 'Mon', 'Tue', 'Wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat']

for weekday in weekdays:
    print(weekday)

Sun
Mon
Tue
Wed
Thu
Fri
Sat

tuple, set跟list做迭代的方式很像，就不贅述了。

特別值得一提的是，依資料結構的不同特性，會適合不同的使用情境。

• list有順序，但可變。

• tuple有順序，但不可變。

• set無順序，且元素不重複。

以dict做迭代

dict的迭代方法如下：

根據key迭代

a_dict = {'a':1, 'b':2, 'c':3}

for k in a_dict.keys():
   print(k)

a
b
c

根據value迭代

a_dict = {'a':1, 'b':2, 'c':3}

for v in a_dict.values():
   print(v)

1
2
3

key & value 同時

a_dict = {'a':1, 'b':2, 'c':3}

for k, v in a_dict.items():
   print(k, v)

a 1
b 2
c 3

以enumerate做迭代

enumerate做迭代的方式其實跟list, set, tuple差不多，但使用enumerate可以多輸出index，有時候會比較方便。

enumerate裡面可以放任何iterable進去。

a_set = set(['a', 'b', 'c'])

for idx, e in enumerate(a_set):
    print(idx, e)

a_dict = {'a':1, 'b':2, 'c':3}

for idx, (k, v) in enumerate(a_dict.items()):
    print(idx, k, v)

0 a
1 c
2 b
0 a 1
1 b 2
2 c 3

以range做迭代

range是一個專門用來做迭代的iterable，可以很方便地去迭代一個等差數列。 最簡單的使用方法如下，第一個參數是start，第二個參數是end：

for i in range(1, 10):
    print(i)

1
2
3
4
5
6
7
8
9

注意到，不會印出10，因為range的序列不會包含end(第二個參數)。

參數也可以省略start，但start的預設值就會是0

for i in range(10):
    print(i)

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

range也可以指定步伐(step)，當指定step時，就必須指定start。

for i in range(0, 20, 3):
    print(i)

0
3
6
9
12
15
18

step可以是負數，但若step為負數，stop須小於start。

for i in range(10, 1, -3):
    print(i)

10
7
4

利用zip迭代多個序列

若有多個序列想要一起做迭代，可以使用zip：

x_list = ['a', 'b', 'c']
y_list = [1, 2, 3]

for x, y in zip(x_list, y_list):
    print(x, y)

a 1
b 2
c 3

當zip起來的多個序列長短不一，會迭代短的元素結束為止：

longer = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']
shorter = ['a', 'b', 'c']

for l, s in zip(longer, shorter):
    print(l, s)

a a
b b
c c

break, continue 陳述式

break

當你想要迴圈符合某個條件時，馬上跳出迴圈，就可以使用break。

for i in range(0,5):
    if i == 3:
        break
    else:
        print(i)
    print('---')

0
---
1
---
2
---

continue

則是當想要迴圈符合某個條件時，就馬上跳到「下一個迴圈」時使用。

for i in range(0,5):
    if i == 3:
        continue
    else:
        print(i)
    print('---')

0
---
1
---
2
---
4
---

while loop

當條件為True時就繼續執行迴圈，跟for loop一樣需有冒號和縮排。 千萬要記得設定好停止條件， 例如下方的count <= 5以及count += 1， 否則會導致無限迴圈。

count = 0
while count <= 5:
    print(count)
    count += 1 # 也可以寫成count = count + 1

0
1
2
3
4
5

while loop中的else子句

while loop中的else子句只有在loop正常結束完成時，才會執行。 例如以下程式，會去判斷numbers中是否有不被3整除的數字， 若有的話就會因為break而停止程式， 若沒有的話就會執行最後的else。

numbers = [3,6,9,12,15]
i = 0

while i < len(numbers):
    number = numbers[i]
    if number % 3 != 0:
        print(f'found strange number: {number}.')
        break
    i += 1
else:
    print('finished')

finished

這邊else的概念跟if, else中的else，有點不一樣， 可以把這邊的else當作break的檢查器，只有當迴圈正常結束，沒有呼叫break時才會執行。

try, except, finally陳述句

try與except主要的功能是做例外處理。

例如兩個數字相除，若分母為0，python會丟出錯誤。

a = 42
b = 0

print(a/b) # ZeroDivisionError: division by zero

---------------------------------------------------------------------------
ZeroDivisionError                         Traceback (most recent call last)
Cell In[25], line 4
      1 a = 42
      2 b = 0
----> 4 print(a/b) # ZeroDivisionError: division by zero

ZeroDivisionError: division by zero

可以使用except來捕捉錯誤做例外處理：

a = 42
b = 0

try:
    print(a/b)
except:
    print('infinite')

infinite

通常比較好的做法是會指定錯誤類型。

a = 42
b = 0

try:
    print(a/b)
except ZeroDivisionError:
    print('infinite')

infinite

然後根據不同可能的例外情境去使用不同的except敘述。

import math

a = 0
b = 42

try:
    print(a/b)
    print(math.log(a/b))
except ZeroDivisionError:
    print('infinite')
except ValueError:
    print('illegal number for log')

0.0
illegal number for log

最後，finally敘述則無論程式是否丟出例外，都會執行。

a = 42
b = 0

try:
    print(a/b)
except ZeroDivisionError:
    print('infinite')
finally:
    print('run this no matter what.')

infinite
run this no matter what.